Idan Ginsburg 是佐治亚州立大学物理学和天文学的学术教师。本文最初发表在 The Conversation。
“我看到你的荣耀，如同流星般闪耀。”
正如萨里斯伯爵在莎士比亚的《理查二世》中沉思未来时所说。
在英国文艺复兴时期，人们认为流星是从天堂坠落的光体，是灾难的预兆。但到了19世纪末，科学家们已经确立了远为平凡的真相。今天我们通常称之为流星或坠落的星星的，仅仅是进入地球大气层后迅速燃烧掉的小块岩石或尘埃。
但大自然有一个惊喜等着你——流星真的存在。
我是一名天体物理学家，研究天体力学——也就是恒星、行星和星系等天体的运动方式。
从2005年到2014年，一项规模宏大的观测项目，结合了斯隆数字巡天以及弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台的望远镜，证实了一类新的恒星，它们运动的速度极其惊人，能够逃逸出母星系的引力。
天文学家们才刚刚开始了解这些在宇宙中以每小时数百万英里的速度飞驰的现实版流星——它们被称为超高速星。
旋转的恒星和弹弓
超高速星的故事始于1988年，当时洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论家杰克·吉尔伯特·希尔斯（Jack Gilbert Hills）产生了一个灵感：如果一个双星系统——即两颗相互引力束缚并围绕共同质心运行的恒星——靠近银河系中心的巨大黑洞会发生什么？希尔斯计算得出，黑洞的潮汐力能够将双星系统撕裂。
想象一下，两个溜冰运动员手拉着手旋转，直到突然松开。两个溜冰运动员会飞离对方。同样，当双星系统中的两颗恒星在近距离遭遇黑洞而被撕开时，它们会飞散。在这种遭遇中，一颗恒星可能会获得足够的能量，从而被完全弹射出星系。
天文学家们现在知道，这就是超高速星的诞生方式。
理论、观测和模拟
希尔斯那篇具有预见性的论文发表后，天文学界将超高速星视为一种有趣的可能，尽管缺乏观测证据。这种情况在2005年改变了。
在观测银河系晕中的恒星时，一支使用位于亚利桑那州的MMT天文台的研究团队遇到了一个非常意外的发现。他们观测到一颗恒星以近200万英里/小时（320万公里/小时）的速度逃离银河系。这就是HVS1，已知的第一个超高速星。
观测讲述了故事的一部分，但要回答其他问题——比如在伴星与超高速星分离后发生了什么——我和我的导师转向了计算机模拟。我们的模型预测，former pair中的另一颗恒星常常围绕黑洞运行，其方式与地球绕太阳运行非常相似。
这些建模工作带来的另一个令人兴奋的结果是发现了有时两颗恒星会相撞。发生这种情况时，恒星可能会合并成一颗非常巨大的恒星。
如果你想知道围绕这些恒星运行的行星可能会遭遇什么，我们也对此进行了建模。在2012年的一篇短文中，我和同事们表明，我们星系中心的黑洞可以将行星以接近光速的5%的速度炸出银河系。
截至今天，还没有发现任何超高速行星，但它们很有可能就在那里，等待着一些幸运的天文学家偶然发现它们。
并非所有快速的恒星都会离开星系
利用2013年发射的盖亚（Gaia）航天器的数据，我和同事们发现，天文学界以前被认为是“超高速星”的一些恒星实际上很可能仍然束缚于银河系。
虽然这个结果听起来可能令人失望，但它实际上揭示了两个关键点。第一，有不同的机制可以加速恒星到高速。如今，天文学家们知道成千上万颗高速恒星。然而，仅仅因为一颗恒星移动速度快，并不一定意味着它就是一颗未被银河系束缚的超高速星。第二，真正逃离银河系的超高速星可能比之前认为的要稀少。
未来是光明而快速的
我发现，真正的流星存在，这真是太美妙了。研究它们的轨迹和速度可以帮助解答当今科学的一些最前沿问题，这同样令人惊叹。
例如，超高速星可以为我们提供关于宇宙中暗物质的性质和分布的线索。超高速星也可能是解开我们星系中心是否存在不止一个黑洞的关键。
我的学生们正在使用美国宇航局的凌日系外行星测量卫星（TESS）来搜寻围绕这些速度惊人的恒星运行的行星。即使发现一颗行星围绕超高速星运行，也将永远改变我们对行星形成和生存能力的认知。
这些恒星速度飞快，但它们正慢慢地揭示着自然的秘密。虽然你可能无法亲眼看见真正的流星，但你绝对可以对着它许愿。
